CN116968436B - 一种多轴、多喷头喷墨控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷墨控制器技术领域，且公开了一种多轴、多喷头喷墨控制器，包括上位机、采集单元、中控单元、调节单元、喷墨单元、数据处理单元、缓冲单元、校准单元以及驱动单元，所述上位机用于传输待打印的数据，所述采集单元用于采集喷墨打印时的数据，所述中控单元接收采集单元所采集的数据并计算出温度值W，所述调节单元接收温度值W并调节喷墨单元内喷墨头的温度，本发明通过采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，可以防止环境会对喷墨头造成的影响未被考虑而引起误差，最终所计算出的温度值W，具有一定的预测性能，进而保证喷墨单元的温度调节时不会滞后，保证喷墨单元调节后的温度足够精确且及时。

Description

一种多轴、多喷头喷墨控制器

技术领域

本发明涉及喷墨控制器技术领域，更具体地涉及一种多轴、多喷头喷墨控制器。

背景技术

喷墨技术是指在涂好感光胶的丝网上喷涂高阻光能力的热蜡或油墨，然后整版曝光，阻光的点子覆盖的感光胶因未见光而被冲洗掉，喷墨成像***在进行使用时，先在丝网上涂布好丝网感光胶并干燥，通过喷量***把阻光的油墨喷印在感光层上，待油墨干燥后接着用紫外线进行网版全面曝光，未喷油墨的部分见光硬化，喷有油墨的部分被冲洗掉，形成网版的图文部分；

喷墨技术只需要将电子计算机中存储的信息输入喷墨印刷机即可印刷，喷墨技术分为连续式喷墨技术与随机式喷墨技术，一般喷墨打印机有三个或四个打印喷头，以便打印黄红青黑四色，在打印图像时，喷头快速扫过打印纸时，同时喷头上面的喷嘴就会喷出无数的小墨滴，组成图像中的像素，喷墨打印机的零件构造非常精密，具有体积小、操作简单方便、打印噪音低的特点；

在进行喷墨打印时，一般需要对喷墨头的温度进行检测，但是仅对喷墨头进行检测时，此时喷墨头会受到环境温度影响，因此其温度会进行波动，而当温度进行波动后，再进行调整，此时调整会出现滞后的情况，从而无法及时调整喷墨头的温度，进而影响喷墨打印的质量；

进行喷墨时，当所需要打印图片较大时，此时需要进行传输的数据较多，而大量的数据在进行传输时的速度较慢，进而会降低喷墨打印的效率，并且在进行打印时，喷墨头的位置出现偏移或者打印的初始位置不够精确，均会对打印的精度造成不良影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种多轴、多喷头喷墨控制器，以解决背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多轴、多喷头喷墨控制器，包括上位机、采集单元、中控单元、调节单元、喷墨单元、数据处理单元、缓冲单元、校准单元以及驱动单元，所述上位机用于传输待打印的数据，所述采集单元用于采集喷墨打印时的数据，所述中控单元接收采集单元所采集的数据并计算出温度值W，所述调节单元接收温度值W并调节喷墨单元内喷墨头的温度，所述数据处理单元用于将上位机所传输的数据进行串并转化，所述缓冲单元接收串并转化后的数据并进行缓冲，所述中控单元用于接收缓冲后的数据并控制喷墨单元进行打印工作，所述校准单元用于喷墨单元的校准，所述驱动单元用于驱动喷墨单元移动到预设位置；

所述采集单元采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，且采集单元将采集到的数据发送给中控单元，所述中控单元接收采集单元所发送给的数据并计算为温度值W，温度值W的计算公式为

式中k1、k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为喷墨单元温度随环境温度变化的相关系数，所述中控单元将计算出的温度值W发送给调节单元。

在一个优选的实施方式中，所述调节单元包括分析模块以及调节模块，所述分析模块接收温度值W并与其内部的下阈值X以及上阈值S进行对比，当温度值W≤下阈值X时，分析模块发送升温指令给调节模块，当下阈值X＜温度值W＜上阈值S时，分析模块处于待机状态，当温度值W＞上阈值S时，分析模块发送降温指令给调节模块，所述调节模块接收升温指令，提高喷墨单元的温度，所述调节模块接收降温指令，对喷墨单元进行散热，降低喷墨单元的温度。

在一个优选的实施方式中，所述数据处理单元将上位机所发送给的数据进行串并转化，将上位机内串行传输的数据转化为并行传输的数据，且数据处理单元采用同步时序的方式进行串并转化，且数据处理单元进行处理后，采用并行传输的方式将上位机的数据发送给缓冲单元。

在一个优选的实施方式中，所述缓冲单元包括选择模块、第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块用于将数据处理单元所发送的数据交替发送给第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块所接收的数据达到上限值时，将其发送给第一缓冲区，再次达到上限值时，将其发送给第二缓冲区，进行反复交替，上限值在24k～64k以内，其具体值由使用者进行设定。

在一个优选的实施方式中，所述第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据缓冲后，将数据发送给中控单元，且第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据发送后，被发送给的数据同步传输给储存单元进行储存，且储存单元进行储存时，将第一缓冲区与第二缓冲区按照发送顺序进行合并再储存。

在一个优选的实施方式中，所述中控单元控制喷墨单元采用多Pass的方式进行喷墨打印工作，且每次打印宽度为三厘米，每个打印宽度内打印精度为150PI，最后一次打印所需精度在200PI及以内时将打印精度进行调整，最后一次打印精度在200PI以上时，分为两次打印，且第一次打印精度为150PI。

在一个优选的实施方式中，所述校准单元用于将喷墨单元内的喷墨头进行校准，且所述校准单元包括横向校准模块与纵向校准模块，所述横向校准模块以黑头基准头，以固定的间距打印一系列的竖线，除黑头外的其余喷墨头采用相同的固定间距打印一系列的竖线，其黑头与其余喷墨头的打印中心相同，其余喷墨头所打印出最为平齐的竖线与黑头打印出竖线的偏移量为补偿量，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节。

在一个优选的实施方式中，所述纵向校准模块以黑头为基准头，打印一条横线，黑头外的其余喷墨头同步进行横线打印，黑头所打印的横线为基准线，与基准线最为对齐横线的偏移量作为补偿值，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节。

在一个优选的实施方式中，所述驱动单元用于驱动喷墨单元的位置，使喷墨单元到达预设的位置进行喷墨工作，驱动单元采用电机进行驱动，电机转速采用PID控制器进行控制，PID控制器的控制公式为

式中y(t)为PID控制器的输出信号，Kp为控制器的比例系数，t为控制器的单次控制事件，e(t)为误差信号，T1为控制器的积分时间，T2为控制器的微分时间。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，可以防止环境会对喷墨头造成的影响未被考虑而引起误差，最终所计算出的温度值W，具有一定的预测性能，进而保证喷墨单元的温度调节时不会滞后，保证喷墨单元调节后的温度足够精确且及时；

2、本发明通过数据处理单元将上位机所发送给的数据进行串并转换，采用并行传输方式，提高数据传输效率，进而提高打印速度，并且本申请采用同步时序的方式保证串并转换后数据的稳定性；

3、本发明通过设有第一缓冲区以及第二缓冲区，通过第一缓冲区以及第二缓冲区交替使用，每次所缓冲的数据均在24k～64k以内，降低工作量，采用两个缓冲区相互配合的方式，避免缓冲较多时无法快速进行数据应用，进而提高本申请的打印速度以及数据处理速度；

4、本发明通过横向校准模块与纵向校准模块，调节喷墨单元内喷墨头的位置，保证其在工作时的位置足够精确，且采用PID控制器进行控制，根据每次打印的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量来进行控制，进而调整其下次打印的精度，避免打印误差累计，保证喷墨打印的精确程度。

附图说明

图1为本发明的整体***组成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种多轴、多喷头喷墨控制器并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供了一种多轴、多喷头喷墨控制器，包括上位机、采集单元、中控单元、调节单元、喷墨单元、数据处理单元、缓冲单元、校准单元以及驱动单元，所述上位机用于传输待打印的数据，所述采集单元用于采集喷墨打印时的数据，所述中控单元接收采集单元所采集的数据并计算出温度值W，所述调节单元接收温度值W并调节喷墨单元内喷墨头的温度，所述数据处理单元用于将上位机所传输的数据进行串并转化，所述缓冲单元接收串并转化后的数据并进行缓冲，所述中控单元用于接收缓冲后的数据并控制喷墨单元进行打印工作，所述校准单元用于喷墨单元的校准，所述驱动单元用于驱动喷墨单元移动到预设位置；

所述采集单元采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，且采集单元将采集到的数据发送给中控单元，所述中控单元接收采集单元所发送给的数据并计算为温度值W，温度值W的计算公式为

式中k1、k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为喷墨单元温度随环境温度变化的相关系数，所述中控单元将计算出的温度值W发送给调节单元。

本申请实施例中，通过采集单元采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，喷墨单元在进行使用时，需要对其温度进行设置，并保持温度稳定，而单独对喷墨单元的温度进行采集时，喷墨单元在高温环境下会快速升温，并且当喷墨单元进行长时间的使用时，使用时间越长，此时温度在积累下，会不停的进行升高，因此进行温度调节时，若是发现温度变化后，再进行调节时，会存在滞后性，而本申请将自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ进行综合考虑，最终所计算出的温度值W，具有一定的预测性能，进而保证喷墨单元的温度调节时不会滞后，保证喷墨单元调节后的温度足够精确且及时。

参照图1，所述调节单元包括分析模块以及调节模块，所述分析模块接收温度值W并与其内部的下阈值X以及上阈值S进行对比，当温度值W≤下阈值X时，分析模块发送升温指令给调节模块，当下阈值X＜温度值W＜上阈值S时，分析模块处于待机状态，当温度值W＞上阈值S时，分析模块发送降温指令给调节模块，所述调节模块接收升温指令，提高喷墨单元的温度，所述调节模块接收降温指令，对喷墨单元进行散热，降低喷墨单元的温度，调节单元包括分析模块以及调节模块，其中分析模块接收温度值W并与阈值进行对比，当其不在下阈值X以及上阈值S之间时，此时会对调节模块发送指令，而调节模块接收指令，会调节喷墨单元的温度，进而保证喷墨单元的温度处于一个温度幅度内，在此温度问区间内，喷墨单元在机械能喷墨时，墨滴质量较高，进而保证打印的质量。

进一步的，所述数据处理单元将上位机所发送给的数据进行串并转化，将上位机内串行传输的数据转化为并行传输的数据，且数据处理单元采用同步时序的方式进行串并转化，且数据处理单元进行处理后，采用并行传输的方式将上位机的数据发送给缓冲单元，在进行数据传输时，并行传输方式拥有数倍传输能力于串行传输方式，而上位机所发送的数据均为串行传输方式，因此进行数据传输过程较慢，而本申请采用并行传输方式，提高数据传输效率，进而提高打印速度，并且本申请采用同步时序的方式保证串并转换后数据的稳定性，此外，需要说明的是，同步时序为本领域技术人员的一种常规技术手段，本申请不对其结构做详细限定。

参照图1，所述缓冲单元包括选择模块、第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块用于将数据处理单元所发送的数据交替发送给第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块所接收的数据达到上限值时，将其发送给第一缓冲区，再次达到上限值时，将其发送给第二缓冲区，进行反复交替，上限值在24k～64k以内，其具体值由使用者进行设定，缓冲单元内的选择模块首先将数据进行分开，将数据发送给第一缓冲区进行缓冲后，再在第二缓冲区内进行缓冲，而第二缓冲区进行缓冲时，第一缓冲区可进行数据发送，此时可进行喷墨打印工作，第一缓冲区缓冲时，第二缓冲区可进行数据发送，因此第一缓冲区以及第二缓冲区交替使用，每次所缓冲的数据均在24k～64k以内，降低工作量，采用两个缓冲区相互配合的方式，避免缓冲较多时无法快速进行数据应用，进而提高本申请的打印速度以及数据处理速度。

进一步的，所述第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据缓冲后，将数据发送给中控单元，且第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据发送后，被发送给的数据同步传输给储存单元进行储存，且储存单元进行储存时，将第一缓冲区与第二缓冲区按照发送顺序进行合并再储存，第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据缓冲后，此时将缓冲的数据进行储存，便于了解打印机所进行处理的数据总量，且由于第一缓冲区以及第二缓冲区在交替进行缓冲，因此储存时将交替的数据进行合并后再进行储存，储存后便于进行查看。

进一步的，所述中控单元控制喷墨单元采用多Pass的方式进行喷墨打印工作，且每次打印宽度为三厘米，每个打印宽度内打印精度为150PI，最后一次打印所需精度在200PI及以内时将打印精度进行调整，最后一次打印精度在200PI以上时，分为两次打印，且第一次打印精度为150PI，采用多Pass的方式进行喷墨打印工作，可以多一个区域进行多次覆盖，提高墨点分布的均匀性，进而提高打印质量，且多Pass打印时，当剩余160PI进行打印时，此时若是拆分为150PI+10PI的两次打印，第二次打印时，需要再次进行喷墨单元移动，且喷墨的点较少，因此会浪费，将其合并为一次进行打印，且200PI以内的数据与150PI相差较少，从而不会对打印出的精度造成影响。

进一步的，所述校准单元用于将喷墨单元内的喷墨头进行校准，且所述校准单元包括横向校准模块与纵向校准模块，所述横向校准模块以黑头基准头，以固定的间距打印一系列的竖线，除黑头外的其余喷墨头采用相同的固定间距打印一系列的竖线，其黑头与其余喷墨头的打印中心相同，其余喷墨头所打印出最为平齐的竖线与黑头打印出竖线的偏移量为补偿量，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节，横向校准模块在进行校准时，以黑头为基准，并根据其余头与黑头之间的偏移量作为补充，当对喷墨头的横向间距进行补偿后，此时可以消除横向间距造成的重影情况，进而保证打印出的线条更加清晰。

进一步的，所述纵向校准模块以黑头为基准头，打印一条横线，黑头外的其余喷墨头同步进行横线打印，黑头所打印的横线为基准线，与基准线最为对齐横线的偏移量作为补偿值，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节，将喷墨头的纵向进行调节，因此在进行喷墨打印时，此时横向与纵向均进行调节，保证其打印出的线条不易出现重影，且每次打印前均需进行横向校准与纵向校准，提高打印精度。

进一步的，所述驱动单元用于驱动喷墨单位的位置，使喷墨单元到达预设的位置进行喷墨工作，驱动单元采用电机进行驱动，电机转速采用PID控制器进行控制，PID控制器的控制公式为

式中y(t)为PID控制器的输出信号，Kp为控制器的比例系数，t为控制器的单次控制事件，e(t)为误差信号，T1为控制器的积分时间，T2为控制器的微分时间。

本申请的电机为喷墨装置内字车的驱动电机，该电机采用PID控制器进行控制，PID控制时，可以根据每次打印的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量来进行控制，进而调整其下次打印的精度，避免打印误差累计，保证喷墨打印的精确程度。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质、光介质或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多轴、多喷头喷墨控制器，其特征在于：包括上位机、采集单元、中控单元、调节单元、喷墨单元、数据处理单元、缓冲单元、校准单元以及驱动单元，所述上位机用于传输待打印的数据，所述采集单元用于采集喷墨打印时的数据，所述中控单元接收采集单元所采集的数据并计算出温度值W，所述调节单元接收温度值W并调节喷墨单元内喷墨头的温度，所述数据处理单元用于将上位机所传输的数据进行串并转化，所述缓冲单元接收串并转化后的数据并进行缓冲，所述中控单元用于接收缓冲后的数据并控制喷墨单元进行打印工作，所述校准单元用于喷墨单元的校准，所述驱动单元用于驱动喷墨单元移动到预设位置；

所述采集单元采集喷墨单元的自身温度数据PW、外界的温度数据HW以及喷墨所需要的时间SJ，且采集单元将采集到的数据发送给中控单元，所述中控单元接收采集单元所发送给的数据并计算为温度值W，温度值W的计算公式为

式中k1、k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为喷墨单元温度随环境温度变化的相关系数，所述中控单元将计算出的温度值W发送给调节单元；

所述调节单元包括分析模块以及调节模块，所述分析模块接收温度值W并与其内部的下阈值X以及上阈值S进行对比，当温度值W≤下阈值X时，分析模块发送升温指令给调节模块，当下阈值X＜温度值W＜上阈值S时，分析模块处于待机状态，当温度值W＞上阈值S时，分析模块发送降温指令给调节模块，所述调节模块接收升温指令，提高喷墨单元的温度，所述调节模块接收降温指令，对喷墨单元进行散热，降低喷墨单元的温度；

所述数据处理单元将上位机所发送给的数据进行串并转化，将上位机内串行传输的数据转化为并行传输的数据，且数据处理单元采用同步时序的方式进行串并转化，且数据处理单元进行处理后，采用并行传输的方式将上位机的数据发送给缓冲单元；

所述缓冲单元包括选择模块、第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块用于将数据处理单元所发送的数据交替发送给第一缓冲区以及第二缓冲区，所述选择模块所接收的数据达到上限值时，将其发送给第一缓冲区，再次达到上限值时，将其发送给第二缓冲区，进行反复交替，上限值在24k～64k以内，其具体值由使用者进行设定；

所述第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据缓冲后，将数据发送给中控单元，且第一缓冲区以及第二缓冲区进行数据发送后，被发送给的数据同步传输给储存单元进行储存，且储存单元进行储存时，将第一缓冲区与第二缓冲区按照发送顺序进行合并再储存；

所述中控单元控制喷墨单元采用多Pass的方式进行喷墨打印工作，且每次打印宽度为三厘米，每个打印宽度内打印精度为150PI，最后一次打印所需精度在200PI及以内时将打印精度进行调整，最后一次打印精度在200PI以上时，分为两次打印，且第一次打印精度为150PI。

2.根据权利要求1所述的一种多轴、多喷头喷墨控制器，其特征在于：所述校准单元用于将喷墨单元内的喷墨头进行校准，且所述校准单元包括横向校准模块与纵向校准模块，所述横向校准模块以黑头基准头，以固定的间距打印一系列的竖线，除黑头外的其余喷墨头采用相同的固定间距打印一系列的竖线，其黑头与其余喷墨头的打印中心相同，其余喷墨头所打印出最为平齐的竖线与黑头打印出竖线的偏移量为补偿量，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节。

3.根据权利要求2所述的一种多轴、多喷头喷墨控制器，其特征在于：所述纵向校准模块以黑头为基准头，打印一条横线，黑头外的其余喷墨头同步进行横线打印，黑头所打印的横线为基准线，与基准线最为对齐横线的偏移量作为补偿值，将喷墨单元内的其余喷墨头以补偿量长度进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种多轴、多喷头喷墨控制器，其特征在于：所述驱动单元用于驱动喷墨单元的位置，使喷墨单元到达预设的位置进行喷墨工作，驱动单元采用电机进行驱动，电机转速采用PID控制器进行控制，PID控制器的控制公式为

式中y(t)为PID控制器的输出信号，Kp为控制器的比例系数，t为控制器的单次控制事件，e(t)为误差信号，T1为控制器的积分时间，T2为控制器的微分时间。